JP2010031599A - 床衝撃音低減材、住環境改善建築構造および住環境改善化工法 - Google Patents

Abstract

【課題】上層階の床の構造を変更することなく、簡便に床衝撃音、特に、重量床衝撃音を当階において低減可能とする技術を提供する。
【解決手段】スラブＳにより界床が形成された二階建て以上の建築物の構造であって、スラブＳの下に所定間隔を空けて孔空きボードによる天井１を設け、長径が４．７５ｍｍ以上ものの割合が全体の２０ｖｏｌ％未満であり、長径が４．７５ｍｍ〜２．３６ｍｍの範囲にあるものの体積割合が２．３６ｍｍ以下の範囲にあるものの体積割合より大きな炭を、炭粉落下を防止し通気性も確保したシート部材を介在させて、孔空きボードの天井裏側に敷設した住環境改善建築構造。
【選択図】図１

Description

本発明は、床衝撃音低減材および住環境改善建築構造に関し、特に、既設マンションに対しても後施工により重量床衝撃音を低減し調湿性や断熱性も発揮する床衝撃音低減材、住環境改善建築構造および住環境改善化工法に関する。

従来、マンション等の集合住宅や高層住宅では、上の住人の生活音が床を通じて下の部屋に聞こえてしまうという問題点があった。そのうち、最も苦情となるのは、床に対する直接的な衝撃音、すなわち、床衝撃音である。

床衝撃音は、重量床衝撃音と軽量床衝撃音に分けられる。重量床衝撃音は、子供が上の階で走り回ったり飛び跳ねたりする場合などの「ドン」といった音に代表される重たい音であり、軽量床衝撃音は、スプーンを落とした場合などの「コツン」といった音に代表される軽い音である。その指標としては、重量床衝撃音については６３Ｈｚ域の音量を評価し、軽量床衝撃音では、１２５Ｈｚ〜２５０Ｈｚの音量を評価している（ＪＩＳ
Ａ １４１８０１，２）。

床衝撃音を低減する手法としては、軽量床衝撃音に対しては、上階の床（コンクリートスラブ）にマットやカーペットを敷いたり、置き床すなわち、二重床にする等して効率的に軽減できる。また、逆に、下階の天井裏にはスラブまでに空間があるので、ここにグラスウールなどの断熱材を敷設し、これによっても軽量床衝撃音が低減されることが知られている。

一方、重量床衝撃音に対しては、床の単位面積あたりの重さを重くすること、現実的には床厚を厚くすることが有効であり、たとえば、分譲マンションでは３０ｃｍ厚として、上階の音を気にならないレベルまで低減させることに成功している。

特開２００８−８２１６２号公報 特開２００８−５０９４１号公報 特開２００７−１８６９６１号公報

しかしながら、従来の技術では以下の問題点があった。
重量床衝撃音は、基本的に床厚みを厚くする方法が有効であるが、既設のマンション、特に賃貸マンションやアパートでは、後でコンクリートを増し打ちするなどの施工が建築基準法上できないという問題点があった。既設のマンション等で重量床衝撃音の苦情が発生するのは、床厚（スラブ厚）が薄い賃貸マンションやアパートであり、その厚みは約１５ｃｍ程度である。特に、近年は二重床のフローリングがはやっており、マットをフローリングに替えると、上層階からの重量床衝撃音が耐え難くなるレベルに達し、訴訟にまで発展する場合もある。

ここで、玄関ドアや室内ドアは高さを変えることができないので、後施工で厚みを増すことはできない。また、強度的な観点からも、倍の厚みの床を想定したつくりとなっていないので、後施工でコンクリート厚を増すことはできない。すなわち、賃貸マンションなどでは、構造上または設計上、法律上、後施工ができないという問題点があった。

また、音量は、ｄＢで表されるが、対数表記であるため１ｄＢ異なると、音圧レベルは１０倍異なる。特に重量床衝撃音は、除去が困難であるとされており、コンクリートを増し打ちするといった構造変更をするなどなく、従来問題となっている６３Ｈｚ帯域を３ｄＢ低減させる技術はないに等しかった。

また、床厚を後施工で増すことが仮に可能であったとしても、あくまで上階の住人（音源側）任せなので、下階側（受音側）では何も対策を講ずることができないという問題点があった。

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、上層階の床の構造を変更することなく、簡便に床衝撃音、特に、重量床衝撃音を当階において低減可能とする技術を提供することを目的とする。

また、同時に、調湿性や断熱性も発揮し、住環境を改善する技術を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の住環境改善建築構造は、スラブにより界床が形成された二階建て以上の建築物の構造であって、スラブの下に所定間隔を空けて孔空きボードによる天井を設け、長径が４．７５ｍｍ以上であるものの割合が全体の２０ｖｏｌ％未満であり、長径が４．７５ｍｍ〜２．３６ｍｍの範囲にあるものの体積割合が２．３６ｍｍ以下の範囲にあるものの体積割合より大きな炭を、炭粉落下を防止し通気性も確保したシート部材を介在させて、孔空きボードの天井裏側に敷設したことを特徴とする。

すなわち、請求項１にかかる発明は、炭を用いることにより永続的な調湿性と断熱性をもたせ、併せて、軽量床衝撃音に加え重量床衝撃音をも低減する建築構造を提供可能とする。なお、介在するとは、各構成要素の位置関係を規定する意であって、本願の作用効果を奏するのであれば、他の構成が間に存在することを妨げない。

建築物はコンクリート建築物であることが好ましい。また、音量低減の観点からは炭化していない木材チップであってもよいが、カビや虫の発生原因ともなりうるため、炭を用いることとしている。

なお、ミリオーダーの大きさである炭の形状は粒状または棒状であるため、本願では、炭の大きさを規定するために長径という表現を用いるものとする。そして、長径とは炭の最も長い部分の長さを示すものとする。なお、炭の原料は特に限定されず、木、草、木の葉、椰子殻、竹などを挙げることができる。特に、針葉樹や南洋材の広葉樹を原料とすると、炭化したときの空孔が一般的な広葉樹より大きく、拡散作用が向上し水分吸収能が高まり高い調湿効果を得ることが期待できる。これにより、たとえば、ロックウールその他の繊維状部材を用いた場合と異なり、結露発生をより効果的に防止可能となる。木炭の原料として解体廃材やパレット廃材、間伐材などを用いれば、原料木材を安く安定して確保できることとなる。

なお、乾燥状態での炭の固定炭素率を９０重量％以上とすることにより、吸放湿性能が高く、また、湿度の高い雰囲気下であっても長期（数年から数十年以上）にわたり腐らない天井構造となる。なお、ここで固定炭素とは、木酢液などの有機物としてではなく、化学物質の構成元素でない単独で存在する炭素をいう。

孔空きボードは、吸音用孔空きボードであることが好ましい。その孔の形状は特に限定されず、たとえば、円柱にくり抜く場合のほか、切頭円錐にくり抜くような態様であってもよい。厚みとしては、５ｍｍ〜１５ｍｍ、孔の経は５ｍｍ〜１５ｍｍ、隣接する孔同士の中心間距離は２０ｍｍ〜３０ｍｍであればボードの強度を保ちつつ好適な通気性を確保する。

また、シート部材として、フラジール形法による通気度が１ｃｍ^３・（ｃｍ^２・ｓ）^−１以上３０ｃｍ^３・（ｃｍ^２・ｓ）^−１以下の不織布であることが好ましい。この程度の目の不織布であれば、炭の漏洩を実質的になくしつつ通気性を好適に確保できる。なお、より好ましい通気度は、５ｃｍ^３・（ｃｍ^２・ｓ）^−１以上１０ｃｍ^３・（ｃｍ^２・ｓ）^−１以下である。シート部材は不燃紙であることが好ましく、これにより防火性が向上する。

また、請求項２に記載の住環境改善建築構造は、請求項１に記載の住環境改善建築構造において、単位面積あたりの重さが１１ｋｇ／ｍ^２以上となるように炭を敷設することを特徴とする。

すなわち、請求項２にかかる発明は、６３Ｈｚ帯域における重量床衝撃音を３ｄＢ以上低減可能となる。なお、炭を袋に入れて敷設する場合にあっては、炭袋を重ねて単位面積あたりの重量を増やす敷設態様も含まれるものとする。

また、請求項３に記載の住環境改善建築構造は、請求項１または２に記載の住環境改善建築構造において、屋内外を仕切る壁に通気孔を設け、天井裏の空間を屋外と導通したことを特徴とする。

すなわち、請求項３にかかる発明は、炭の吸収した水分を外気へ効率的に放散することができるために調湿性が向上し、また、スラブと天井との間の空間の空気の振動圧を開放して天井内の音圧を低下させることができ、効果的な防音作用が発揮される。ここで、炭の大きさが調製されており、ある程度小さいため、炭同士が適度に重なり、外気の部屋への直接進入（吹き込み）が防止される。従って、結果として室内外の調湿性は保たれ、一方で気密性も確保される。なお、炭は所定の厚みをもって天井裏に敷設されるので、断熱性および蓄熱性にも優れた天井が構築されることとなる。なお、通気孔の目安は、たとえば直径５ｃｍの円形形状として、５０ｍ^２マンションに３カ所空ける例を挙げることができる。この程度の孔を空けることにより、約１０％程度の相対湿度の低下を実現できる。

また、請求項４に記載の住環境改善建築構造は、請求項１、２または３に記載の住環境改善建築構造において、炭がシート部材により袋詰めされており、孔空きボードをスラブ下でつり下げまたは固定するための部材にも当該袋詰めの炭を接触させたことを特徴とする。

すなわち、請求項４にかかる発明は、袋敷きにすることにより多様な表面形状が形成され、低周波の吸音効果を高めるとともに、固体振動を抑制し音量低減を実現する。ここで、部材とは、たとえば、つりボルト、野縁受、野縁、根太などをいう。袋の大きさは、特に限定されないが、一辺４５ｃｍ〜５５ｃｍの２枚の不織布を重ねて袋体を形成すれば、部屋の大きさの単位である畳敷きに合わせた敷設が可能となる。詳述すれば、一畳分の面積に１０袋敷設すれば、敷設高さが７〜１５ｃｍとなり、天井とスラブとの間の空間を良好に満たし、配線等の取り回しの自由度を奪うことなく、床衝撃音を効率的に抑制し、かつ、良好な調湿性を発揮させることが可能となる。また、炭が袋体に封入されているので、良好な施工性も確保される。

また、請求項５に記載の住環境改善化工法は、天井を孔空きボードにより形成し、この天井裏に、長径が４．７５ｍｍ以上であるものの割合を全体の２０ｖｏｌ％未満とし、長径が４．７５ｍｍ〜２．３６ｍｍの範囲にあるものの体積割合が２．３６ｍｍ以下の範囲にあるものの体積割合より大きくなるように調製した炭を、炭粉落下を防止し通気性も確保したシート部材を介在させて敷設することを特徴とする。

すなわち、請求項５にかかる発明は、炭を用いることにより永続的な調湿性と断熱性をもたせ、併せて、軽量床衝撃音に加え重量床衝撃音をも低減する建築構造を提供可能とする。

また、請求項６に記載の床衝撃音低減材は、長径が４．７５ｍｍ以上であるものの割合が全体の２０ｖｏｌ％未満であり、長径が４．７５ｍｍ〜２．３６ｍｍの範囲にあるものの体積割合が２．３６ｍｍ以下の範囲にあるものの体積割合より大きくなるように炭を調製したことを特徴とする。

すなわち、請求項６にかかる発明は、炭を用いることにより永続的な調湿性と断熱性をもたせ、併せて、軽量床衝撃音に加え重量床衝撃音をも低減する建築構造を提供可能とする。

本発明によれば、上層階の床の構造を変更することなく、簡便に床衝撃音、特に、重量床衝撃音を当階において低減可能な建築構造を提供できる。加えて、調湿性や断熱性も発揮し、住環境を改善することも可能となる。

なお、換言すれば、同一の床衝撃音レベルとするのであれば、本発明によりスラブ厚を薄くし、たとえば、マンション施工費を低減、ひいては分譲価格や賃貸価格を抑えることができ、競争力のあるマンション設計が可能となる。また、結露防止や暖房費の低減も実現されるので、重畳的に競争力のあるマンション設計・マンション提供が可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態の構成を示した概要図である。このうち、図１（ａ）は、天井部分の断面模式図を、図１（ｂ）は、天井を屋根裏側から見た模式図を、図１（ｃ）は、天井を部屋側から見上げた模式図をそれぞれ示している。図１（ａ）に示したように、天井部１は、つりボルトＴを介して野地板Ｊ（またはたとえば軽量鉄鋼野縁）および野縁Ｆ（またはたとえば軽量鉄鋼野縁受）を挟み、スラブＳの下に所定間隔を空けて天井ボード２が貼り付けられ、この天井ボード２の裏側（スラブＳ側）に天井裏用炭袋３が敷き詰められた構成となっている。天井裏用炭袋３とスラブＳとの間の空間Ｋは必要に応じて配管や配線を巡らせることができるスペースである。なお、空間Ｋは、通気窓Ｍを介して外気と通じており、この空間の高さ（スラブＳと天井ボード２との間隔）は約２０ｃｍ程度である。

各部を説明する。天井ボード２は、貫通した孔Ｈが多数整列して設けてある吸音ボードであり、石膏を主素材としている。その大きさは、一枚、９１０ｍｍ×９１０ｍｍ×９．５ｍｍであり、直径５ｍｍの孔が縦横１５ｍｍの間隔で整列している。孔Ｈが設けてあることにより、音が散乱・拡散し、吸音されていく。また、孔Ｈが設けられていることにより、通気性が確保され、室内を調湿し、天井裏の結露も防止される。なお、孔Ｈの大きさや形状または配置間隔はこれに限ることなく使用の態様により種々採用できる。天井ボード２は、ビス留め等により野地板Ｊに取り付けられる。

天井裏用炭袋３は、天井裏敷設用炭４と、これを封入する不織布からなる外袋５とから構成される。図２は、天井裏用炭袋３の一辺を開けた様子を示した概念図である。天井裏敷設用炭４は、針葉樹・南洋材を炭化させたものを用いる。図３は、広葉樹木炭と、針葉樹木炭を同倍率で写した顕微鏡写真である。図から明らかなように、針葉樹と広葉樹では、炭化させたときのマクロな空孔（１００ｎｍ径以上数μｍ）の大きさは針葉樹の方が明らかに大きい。マクロな空孔が大きいと、空気との接触面積が大きくなり、吸放湿を促進するため好ましく、天井裏敷設用炭４では、針葉樹やこれと同様の空孔を有する南洋材を原料として製造した木炭を用いている。使用する針葉樹としてはたとえば、アカマツ、カラマツ、スギ、ヒノキなどが、また、南洋材としてはたとえば、アピトン、テルニナ、ブナなどが挙げられる。

また、微細であるため図３では表れないが天井裏敷設用炭４は、ミクロな空孔（０．５ｎｍ〜１００ｎｍ径）を多数有した多孔質体であるので、高湿環境下では水蒸気を吸着し、乾燥環境下ないし低湿環境下では水蒸気を放出する。シリカゲルのような除湿剤は湿気を吸着するのみで一度吸い取ってしまえば機能を果たしにくくなるのに対し、天井裏敷設用炭４の場合は周囲の環境変化に合わせて水蒸気を吸放出するので調湿機能を発揮する。すなわち、天井部１は、針葉樹や南洋材を用いた天井裏敷設用炭４を用いることにより、屋外と接続している空間Ｋと室内との温度差等に由来する従来であれば結露となるべき水分（過度な湿気）をマクロな空孔を通じてミクロな空孔で調整ないし緩衝し、結露発生を防止している。

なお、ウバメガシを素材とする備長炭に代表される広葉樹炭は、針葉樹炭に比べマクロ空孔およびミクロ空孔の観点から調湿能力がおとり、また、燃料品質の観点から原料の選定コスト、管理コストが必要である。一方、天井裏敷設用炭４では、むしろ針葉樹や南洋材が好ましく、杉、桧、松などにより構成される建築廃材や、アピトンやテルニナ、ブナなどにより作られた輸送用の廃パレットなどを利用すれば、木材の選別が実質的に不要なため一括して炭化処理でき、管理コストも不要となる。また、廃木材は平成１４年５月３０日から施行された建設リサイクル法（建設工事にかかる資材の再資源化等に関する法律）により、原則として再利用する必要があり、今後剰余するとみられる。従って、天井裏敷設用炭４は、原料の調達が容易であるとともに原料選別が不要であり低コスト化を図ることができるほか、資源の有効活用にも寄与できる。

吸着性能を高めるため、天井裏敷設用炭４の炭化温度は７００℃〜１０００℃が好ましく、さらに好ましくは７５０℃〜９００℃であり、最も好ましくは７８０℃〜８８０℃である。これは、１０００℃を超えて炭化すると比表面積が小さくなるためであり、７００℃未満では比表面積が小さく、かつ強度不足や炭化不良を生じるためである。なお、炭化に当たっては、比表面積を大きくする通常の制御、たとえば、温度、窒素量、酸素量などの雰囲気条件、炭化時間の制御を適宜おこなう。具体的には、木炭の揮発分を１０重量％以下、好ましくは６重量％以下となるようにする。また、ＢＥＴ法による比表面積の測定で、比表面積が２００ｍ^２／ｇ以上となるように調整するのが好ましく、３００ｍ^２／ｇ以上がさらに好ましい。また、固定炭素率は９０重量％以上となるように炭化する。

本発明では、天井裏敷設用炭４の粒度および敷設量ないし封入量が特に重要である。後述の測定例で明らかなように、本出願人による特許第３７６８４９８号で開示した床下用の木炭チップより、粒度分布を小粒（小径）側にシフトさせることにより、驚くべきことに６３Ｈｚ帯域において約１ｄＢの重量床衝撃音の低減がみられる。具体的な粒度分布としては、天井裏敷設用炭４は、長径が４．７５ｍｍ以上のものの割合が全体の２０ｖｏｌ％未満であり、長径が４．７５ｍｍ〜２．３６ｍｍの範囲にあるものの体積割合が２．３６ｍｍ以下の範囲にあるものの体積割合より大きな炭とすることが重要である。このとき、長径が９．５ｍｍ以上のものがない方が好ましい。大きな粒径のものがないことが重量床衝撃音の低減に効果があり、細か過ぎる炭を比較的少なくすることにより、作業性、通気性、調湿性（加えて防音性・吸音性・制振性）が維持発揮される。粒度は、予め原料木材の破砕段階で調製してもよく、また、炭化後に篩い分けをして調製してもよい。炭化処理によっても異なるが、おおよその目安としては、炭化前の原料木材を、長さが３０ｍｍ前後、幅が数ｍｍの棒状に破砕する。

また、平米あたりの敷設量は、１１ｋｇ／ｍ^２以上であることが好ましい。この程度以上であれば、重量床衝撃音に関して３ｄＢの低減、スラブ厚にして３ｃｍ弱の低減が可能となる。たとえば、４世帯１２階建て、計４８戸のコンクリートマンションでは、スラブ厚みを３ｃｍ薄くできれば、建物全体で３００ｔもの重量低下につながる。これは、単に原料費削減だけでなく、基礎パイルの打設深さの軽減など施工全体に影響し、結果として、建設費ひいては分譲価格や賃貸額の低減につながる。なお、１３ｋｇ／ｍ^２以上を一つの目安としてもよい。

なお、炭化後の嵩密度は、１リットル（１０００ｃｍ^３）あたり０．１５ｋｇ程度とすることが好ましい。このように調整すると、平均して５０％〜６０％の湿度を有する天井裏を、通気性と気密性の両方を確保しながら調湿が可能となる。なお、少なくとも軽量床衝撃音の吸音性は、音があたった部分の表面形状に依存するため、この程度の粒度および嵩密度とすることにより、マクロな空孔および炭同士の重なり合いによる良好な表面形状が形成され、音波が効率的に散乱・吸収される。

以上の説明では、天井裏敷設用炭４は、針葉樹や南洋材としたが、広葉樹由来の木炭やヤシ殻炭あるいは粒状活性炭が混入していることを妨げない。たとえば、針葉樹や南洋材の木炭の容積：一般的な広葉樹由来の木炭その他の炭の重量＝１０：０が最も望ましいが、このほか、９：１、８：２、７：３であってもよく、目安としては針葉樹木炭や南洋材木炭が８０重量％以上が好ましい。なお、建築廃材や廃パレット材を原料に用いる場合は、ほとんどが針葉樹や南洋材であるので、針葉樹や南洋材の割合が９５重量％以上となる。

次に、外袋５について説明する。針葉樹木炭は、細胞壁の厚みが広葉樹木炭より狭く脆いため（図３参照）、運搬過程や施工時など木炭塊が擦れ合う際に木炭粉が発生しやすい。そこで、外袋５は、通気性を確保しつつ、天井裏敷設用炭４の微粉が天井ボード２の孔Ｈから部屋側へ漏出しないものとした。

具体的には、外袋５は不織布とした。不織布とすることで、炭粉の漏出を効率よく防止できる。これは、織布にあっては、織糸の交差部分にできる目（空隙部分）の布の厚みが必然的に薄くなるのに対し、不織布では、例え同じ広さの空隙であっても厚みがほとんど変わらないので木炭粉が通過する際の抵抗が大きくなるからである。このほか、織布では、運搬時や施工時など、外袋の片側を引っ張って移動させるような状況下では、目が広がるのに対し、不織布では目が拡径しにくく、この点からも木炭粉の漏出を防ぐことができる。不織布の目は、ＪＩＳ−Ｌ１９０６あるいはＪＩＳ−Ｌ１０９６にいうフラジール形法で測定した通気度が１ｃｍ^３・（ｃｍ^２・ｓ）^−１以上３０ｃｍ^３・（ｃｍ^２・ｓ）^−１以下が好ましい。

なお、不織布の素材としては、水に対する耐腐食性の高いものが好ましい。これは、天井裏用炭袋３は頻繁に交換できない環境にあるからである。従って、たとえば、１０年間性状の変化しない素材が好ましく、さらに好ましくはカビの生えにくいものがよい。具体的には、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系繊維、または、ポリエステル系繊維が好ましい。

不織布は種々の方法で製造することができるが、たとえば、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂を用いて、トウ開繊維法、バーストファイバー法および積層延展法で製造することができる。積層延展法によれば、強度、耐水性などの点で特に好ましい。

なお、外袋５の大きさは４５ｃｍ×４５ｃｍ〜５５ｃｍ×５５ｃｍの範囲が好ましい。また、天井裏敷設用炭４は、外袋５が上記の大きさの場合には１５リットル前後封入することが好ましい。このようにすると、封入後の大きさが一辺４５ｃｍ前後、厚みが１０ｃｍ程度となり、４畳半、６畳、８畳といった畳単位で規定される部屋の天井裏を天井裏用炭袋３により整然と満たすことが可能となり、また、防音性、調湿性も好適に両立させる厚みとなる。

（音量測定実験）
次に、実験による防音性能を説明する。実験では、発明にかかる建築構造と、床下用の炭を用いた場合、同容積（厚み）のグラスウールを敷設した場合、同重量の石膏ボードを敷設した場合、天井ボードの孔の有無、などによる重量床衝撃音および軽量床衝撃音を比較した。具体的には次の測定をおこなった。

・測定１（事前測定１）：孔の空いていない天井ボードをスラブ下に形成した構造
・測定２（事前測定２）：孔の空いた天井ボードをスラブ下に形成した構造
・測定３（本発明） ：孔空きの天井ボードの裏側（天井裏側）に、天井裏用炭袋を敷設した構造
・測定４（比較例１） ：本発明の構造において、炭を床下用の炭（大チップ）に置換した場合
・測定５（比較例２） ：本発明の構造において、炭袋をグラスウールに置換して敷設嵩は同じにした場合（高さ約１０ｃｍ）
・測定６（比較例３） ：本発明の構造において、炭袋を石膏ボードに置換して単位面積あたりの敷設重量はほぼ同じにした場合（１５ｋｇ／ｍ^２、測定３の場合は１１ｋｇ／ｍ^２）
・測定７（比較例４） ：本発明の構造において、炭を炭化前の木材チップに置換した場合
・測定８（比較例５） ：本発明の構造において、天井ボードを孔の空いていないボードに置換した場合

評価は、（財）小林理学研究所内にておこなった。測定方法は、ＪＩＳ
Ａ １４１８−１
および−２「実験室におけるコンクリート床上の床仕上げ構造の床衝撃音レベル低減量の測定方法−第１部：標準軽量衝撃源による方法」および「同−第２部：標準重量衝撃源による方法」の付属書に規定される壁式鉄筋コンクリート造の床試験室（スラブ厚：１５０ｍｍ）に従い、床衝撃音レベルの測定をおこなった。図４は、実験室の天井裏付近の断面模式図と床衝撃音をｄＢで表した実験結果とを示した図である。

なお、比較例を含めて各測定では、天井にＷ３／８のつりボルト用のインサートが９００ｍｍピッチで設けてあり、天井構造はそれらを利用して施工したものである。軽鉄下地はＣ型チャネル（幅１２×高さ３８）の野縁受けに、ダブル幅（幅５０×高さ１９）の野縁を約２２７ｍｍピッチで組んだ。天井懐はスラブ下から天井ボード表面までが２００ｍｍとなる寸法とした。天井ボードは厚さ９．５ｍｍ、９１０ｍｍ角のものを用い、ビスにより約２２５ｍｍピッチで野縁に留めつけた。壁との取合いは、壁からの振動伝搬を避けるため、ボードが壁に接触しないように隙間をあけ、ガムテープで隙間を塞いだ。

なお、測定３の条件、すなわち、本発明の構造においては、天井裏用炭袋３の敷設量は、高さが概ね１０ｃｍとなるように、また、平米あたりの重量が約１１ｋｇとなるようにした。また、測定３、すなわち本発明の構造において用いた天井裏敷設用炭と、測定４に用いた床下用の炭の粒度分布を表１に示す。

測定結果を説明する。
図４に示したように、まず、孔なしボードの方が（測定１）、孔空きボード（測定２）より、床衝撃音の観点からは若干優れる傾向があり、この傾向は、炭袋を敷設した測定３と測定８との間でも確認できる。なお、測定８の結果が総ての音量測定の中で最も良好であるが、本発明にかかる建築構造では、音のみでなく総合的な住環境の改善を目的としているため、孔空きボードを採用している。

炭を入れない測定２と比して、炭を敷設した本発明の構造である測定３では、約３ｄＢの重量床衝撃音の低減が観測された。重量床衝撃音は、面密度すなわち単位面積あたりのスラブ等の床の重さに依存するとされており、わずか１１ｋｇ／ｍ^２の重量増では到底３ｄＢ（音圧レベルにして１／１０００）の低減は予想されないところ、これは驚くべき結果といえる。この効果を確認すべく、測定６では同重量（実際にはやや重くした）、測定５では同体積として、床衝撃音のレベルを観測した。すると、従来の想定の範囲内の結果であり、基本的に測定１，２と同レベルであって、床衝撃音の効果的な低減はみられなかった。換言すれば、測定３の結果は予想外の好結果であったと評価できる。

なお、炭を含めた本発明の建築構造の振動減衰効果（制振効果）を確認の意味で測定した。図５は、各種条件において、各周波数域における天井の振動加速度レベルの測定結果を示した図である。図５（ａ）は、天井ボードの孔の有無および炭敷設の有無の４パタンを測定した結果である。上から、炭なし孔あり、炭なし孔なし、炭あり孔なし、炭あり孔あり、の結果を示している。図から明らかなように、炭を敷設することにより、天井の振動が大きく低減することが確認できる。図５（ｂ）は、下のラインが炭あり孔なし、中のラインが炭は敷設しないで代わりに孔なしボードに石膏ボードを増し貼りした場合の結果である。振動加速度レベルとは、振動の物理的なエネルギーの大きさを示す量であり、図から明らかなように、炭のもたらす板（天井）への減衰作用が大きな事が確認できる。同様に図５（ｃ）は、下のラインが炭あり孔なし、中のラインが炭は敷設しないで代わりにグラスウールを孔なしボードに敷いた場合の結果である。図から明らかなように、炭敷設の場合の減衰作用が大きく、グラスウールの効果はほとんどないことが確認できる。

次に、チップ状である表面形状の床衝撃音低減効果を調べるために、測定７を行った。炭化前のチップも、床衝撃音低減の観点からは著しい効果があるといえる。ただし、炭化前のチップは大きなチップであるが、炭化した後の小さくなったチップの方が低減作用が大きいことがわかる。なお、炭化前のチップは、いわば生木であるので、虫やネズミ等の発生の温床となりやすく、高温多湿雰囲気下における天井裏での長期使用は、腐敗、腐食、カビの発生も懸念される（実際、グラスウールには長期使用によるカビの発生がみられる）。よって、総合的な住環境改善が目的である本発明では敷設の中身は炭としている。

測定４は、床下用の炭を用いた場合であるが、測定３と比較すると、粒径が小さい方が（粒度分布が小粒側にシフトした方が）、約１ｄＢ音が小さくなることがわかる。この傾向は、先の測定７と測定３の関係と同じといえる。

以上説明したように、床衝撃音、特に、重量床衝撃音の低減の観点からは、天井裏敷設物はチップ状のものがよく、総合的な住環境改善のためには、天井ボードは孔空きであり、チップは炭のチップとし、粒径はやや小さなものを用いることがよいことが確認できた。

なお、粒度分布をもう少し細かくシフトさせたもの、具体的には、長径９．５ｍｍ以上０ｖｏｌ％、長径９．５ｍｍ〜４．７５ｍｍ４．３ｖｏｌ％、長径４．７５ｍｍ〜２．３６ｍｍ４５．７ｖｏｌ％、長径２．３６ｍｍ以下５１．０ｖｏｌ％の粒度分布をもつ炭の場合も、床衝撃音の低減性能については、測定３とほぼ同様の結果を得た（図示略）。ただし、長径２．３６ｍｍ以下のものが５１．０ｖｏｌ％であると、製造上の観点からはかなり細かな粉炭も混入するため、施工の際に過度の養生が必要となるなど作業性が良くないという問題が生じやすくなる。同様に、敷設後には炭袋から漏洩し結果として天井下の住空間に舞い散ってしまい、また、粉炭による密な層が形成されて通気性が阻害されるという問題点も生じやすくなる。よって、本発明の構造ないし床衝撃音低減材（炭）では、粒度分布の下限を、長径が４．７５ｍｍ〜２．３６ｍｍの範囲にあるものの体積割合が２．３６ｍｍ以下の範囲にあるものの体積割合より大きくなるように調製することとした。

なお、施工方法としては、天井が孔空きボードでない場合には、孔空きボードに変更し、屋内外を仕切る壁に通気孔を空け、天井裏部分に炭袋を敷けばよい。ここで、炭は、長径が４．７５ｍｍ以上のものの割合を全体の２０ｖｏｌ％未満とし、４．７５ｍｍ〜２．３６ｍｍの範囲にあるものの体積割合が２．３６ｍｍ以下の範囲にあるものの体積割合より大きくなるように調製したものとし、炭粉落下を防止し通気性も確保したシート部材を用いた炭袋に封入し、適宜屋内外を養生して敷設作業をおこなえばよい。このとき、つりボルトＴや野縁Ｆ等に炭袋が当接するように、密に敷設するようにする。

次に、新築コンクリートマンションの隣り合う号室（角部屋でない。）を用いて、梅雨時期の相対湿度変化を測定した。実験は、本発明の建築構造（孔空きボード＋天井裏用炭袋＋通気窓Ｍ）と、比較例（孔空きボード＋通気窓Ｍ）の室内の相対湿度を測定することによりおこなった。図６は、測定結果を示した図である。室内住環境部分の湿度は、図から明らかなように、本発明の建築構造の方が、相対湿度にして約１０％の低減がみられ、住環境の改善がみられることを確認した。

木炭は、比表面積が大きく、吸着作用を発揮するので、脱臭作用等の空気浄化作用を期待できる。このため、シックハウス症候群の患者の住居において改修工事をおこない、快適な住環境を提供可能となる。

本発明の一実施の形態の構成を示した概要図である。 天井裏用炭袋３の一辺を開けた様子を示した概念図である。 広葉樹木炭と、針葉樹木炭を同倍率で写した顕微鏡写真である。 実験室の天井裏付近の断面模式図と床衝撃音をｄＢで表した実験結果とを示した図である。 各種条件において、各周波数域における天井の振動加速度レベルの測定結果を示した図である。 実際のコンクリートマンションにおける相対湿度の推移を比較した図である。

符号の説明

１ 天井部
２ 天井ボード
３ 天井裏用炭袋
４ 天井裏敷設用炭
５ 外袋
Ｆ 野縁
Ｈ 孔
Ｊ 野地板
Ｋ 空間
Ｍ 通気窓
Ｓ スラブ
Ｔ つりボルト

Claims (6)

1. スラブにより界床が形成された二階建て以上の建築物の構造であって、
   スラブの下に所定間隔を空けて孔空きボードによる天井を設け、
   長径が４．７５ｍｍ以上であるものの割合が全体の２０ｖｏｌ％未満であり、長径が４．７５ｍｍ〜２．３６ｍｍの範囲にあるものの体積割合が２．３６ｍｍ以下の範囲にあるものの体積割合より大きな炭を、
   炭粉落下を防止し通気性も確保したシート部材を介在させて、孔空きボードの天井裏側に敷設したことを特徴とする住環境改善建築構造。
2. 単位面積あたりの重さが１１ｋｇ／ｍ^２以上となるように炭を敷設することを特徴とする請求項１に記載の住環境改善建築構造。
3. 屋内外を仕切る壁に通気孔を設け、天井裏の空間を屋外と導通したことを特徴とする請求項１または２に記載の住環境改善建築構造。
4. 炭がシート部材により袋詰めされており、孔空きボードをスラブ下でつり下げまたは固定するための部材にも当該袋詰めの炭を接触させたことを特徴とする請求項１、２または３に記載の住環境改善建築構造。
5. 天井を孔空きボードにより形成し、
   この天井裏に、長径が４．７５ｍｍ以上であるものの割合を全体の２０ｖｏｌ％未満とし、長径が４．７５ｍｍ〜２．３６ｍｍの範囲にあるものの体積割合が２．３６ｍｍ以下の範囲にあるものの体積割合より大きくなるように調製した炭を、炭粉落下を防止し通気性も確保したシート部材を介在させて敷設することを特徴とする住環境改善化工法。
6. 長径が４．７５ｍｍ以上であるものの割合が全体の２０ｖｏｌ％未満であり、長径が４．７５ｍｍ〜２．３６ｍｍの範囲にあるものの体積割合が２．３６ｍｍ以下の範囲にあるものの体積割合より大きくなるように炭を調製したことを特徴とする床衝撃音低減材。

Images